Друкована плата є невід’ємною частиною кожного електронного продукту. Зі збільшенням використання електронних гаджетів у всіх аспектах нашого життя та через скорочення терміну їх служби, одне – це збільшення кількості електронних відходів. З розвитком нових галузей, таких як Інтернет речей, і енергійним розвитком передових технологій допомоги водієві в автомобільному секторі, це зростання буде тільки прискорюватися.

Чому відходи PCB є справжньою проблемою?

Хоча конструкції друкованих плат можна використовувати протягом багатьох років, справа в тому, що ці невеликі інструменти, в яких домінують друковані плати, замінюються з тривожною частотою. Тому ключовим питанням, яке виникає, є проблема розкладання, яка призводить до багатьох екологічних проблем. Особливо в розвинених країнах, оскільки велика кількість викинутих електронних виробів вивозиться на сміттєзвалища, вони викидають у навколишнє середовище токсичні речовини, такі як:

Ртуть – може викликати ураження нирок і мозку.

Відомо, що кадмій викликає рак.

Відомо, що свинець викликає пошкодження мозку

Бромовані антипірени (BFR), як відомо, впливають на гормональну функцію жінок.

Берилій, як відомо, викликає рак

Навіть якщо плату переробляти та використовувати повторно замість того, щоб викинути на смітник, процес переробки небезпечний і може спричинити небезпеку для здоров’я. Інша проблема полягає в тому, що, оскільки наше обладнання стає меншим і легшим, важко розібрати його, щоб переробити частини, які підлягають переробці. Перед вилученням будь-яких матеріалів, що підлягають переробці, усі використовувані клеї та клеї необхідно вручну видалити. Тому процес дуже трудомісткий. Зазвичай це означає доставку друкованих плат у менш розвинені країни з нижчими витратами на робочу силу. Відповідь на ці питання (електронне обладнання накопичується на сміттєзвалищах або переробляється) — це, очевидно, біорозкладна друкована плата, яка може значно зменшити кількість електронних відходів.

Заміна сучасних токсичних матеріалів на перехідні метали (наприклад, вольфрам або цинк) є великим кроком у цьому напрямку. Команда вчених з Лабораторії дослідження матеріалів Фредеріка Зайтца в Університеті Іллінойсу в Урбана-Шампейн вирішила створити повністю функціональну друковану плату, яка розкладається під впливом води. Печатна плата виготовляється з наступних матеріалів:

Комерційні готові компоненти

Магнієва паста

Вольфрамова паста

Субстрат натрій карбоксиметилцелюлози (Na-CMC).

Сполучний шар з поліетиленоксиду (PEO).

Фактично, повністю біологічно розкладні ПХД були розроблені з використанням біокомпозитів з натуральних целюлозних волокон, витягнутих із стебел бананів і пшеничного глютену. Біокомпозитний матеріал не містить хімічних речовин. Ці біологічно розкладні ПХБ мають подібні властивості до звичайних ПХБ. Деякі біорозкладні ПХД також були розроблені з використанням курячого пір’я та скляних волокон.

Біополімери, такі як вуглеводи та білки, біологічно розкладаються, але необхідних їм природних ресурсів (таких як земля та вода) стає мало. Відновлювані та стійкі біополімери також можна отримати з сільськогосподарських відходів (наприклад, бананового волокна), які витягують із стебел рослин. Ці побічні сільськогосподарські продукти можна використовувати для розробки композиційних матеріалів, що повністю біологічно розкладаються.

Чи надійна дошка охорони навколишнього середовища?

Зазвичай термін «охорона довкілля» нагадує людям образ крихких виробів, що не є тим атрибутом, який ми хочемо асоціювати з ПХД. Деякі з наших проблем щодо зелених плат друкованих плат включають:

Механічні властивості – той факт, що екологічно чисті плити виготовляються з бананового волокна, змушує нас думати, що дошки можуть бути такими ж крихкими, як листя. Але справа в тому, що дослідники комбінують матеріали підкладки, щоб зробити дошки, які за міцністю можна порівняти зі звичайними дошками.

Теплові характеристики – друкована плата повинна мати відмінні теплотехнічні характеристики і не легко загорітися. Відомо, що біологічні матеріали мають нижчий температурний поріг, тому в певному сенсі цей страх цілком обгрунтований. Однак низькотемпературний припій може допомогти уникнути цієї проблеми.

Діелектрична проникність – це область, де продуктивність біологічно розкладної плити така ж, як і традиційної плити. Діелектричні проникності, досягнуті цими пластинами, знаходяться в межах необхідного діапазону.

Ефективність в екстремальних умовах – якщо друкована плата біокомпозитного матеріалу піддається дії високої вологості або високої температури, відхилення вихідних даних не спостерігатиметься.

Тепловідвідні біокомпозитні матеріали можуть випромінювати багато тепла, що є необхідною характеристикою ПХБ.

Оскільки використання електронних продуктів стає все більш і більш поширеним, електронні відходи будуть продовжувати зростати до загрозливих масштабів. Однак хороша новина полягає в тому, що з подальшим розвитком досліджень щодо варіантів захисту навколишнього середовища зелені дошки стануть комерційною реальністю, що зменшить проблеми з електронними відходами та переробкою. Поки ми боремося з минулими електронними відходами та нинішнім електронним обладнанням, настав час зазирнути у майбутнє та забезпечити широке використання ПХД, що піддається біорозкладанню.